Panduan Analisis ELISA : Prinsip, Jenis, dan Aplikasinya

Pendahuluan

Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) merupakan salah satu metode paling umum digunakan dalam bidang biologi molekuler, imunologi, dan diagnostik klinis. ELISA menawarkan pendekatan yang sensitif dan spesifik untuk mendeteksi serta mengukur konsentrasi protein, peptida, antibodi, dan hormon dalam berbagai jenis sampel biologis. Teknologi ini telah menjadi fondasi dalam penelitian biomedis dan pengembangan alat diagnostik sejak pertama kali diperkenalkan oleh Engvall dan Perlmann pada tahun 1971 (Engvall & Perlmann, 1971). Teknologi ini menggantikan metode sebelumnya yaitu RIA (Radioimmunoassay) yang menggunakan radioaktif dalam deteksinya.

Pada tahun 1971, Peter Permann dan Eva Engvall dari Stockholm pertama kali mempublikasikan paper tetang Enzyme-Linked Immunoabsorbent Assay (ELISA), yang menunjukkan dapat mengukur konsentrasi IgG dalam serum kelinci menggunakan alkaline phosphatase(AP) sebagai enzimnya. Pada tahun yang sama, Anton Schuurs dan Bauke Van Weemen dari Netherlands mempublikasikan paper tentang Enzyme Immunoassay (EIA), mereka dapat mengukur konsentrasi human chorionic gonadotropin dalam urin dengan menggunakan horseradish peroxidase (HRP) sebagai enzimnya. ELISA/EIA memiliki sensitifitas yang jauh lebih tinggi dan lebih aman dibanding metode sebelumnya yaitu Radioimmunossays.

ELISA bekerja berdasarkan interaksi antigen-antibodi yang sangat spesifik. Metode ini menggunakan enzim yang terkonjugasi pada antibodi atau antigen sebagai detektor. Ketika antibodi mengenali antigen spesifiknya, enzim akan mengkatalisis reaksi yang menghasilkan sinyal perubahan warna. Intensitas warna tersebut dapat diukur menggunakan spektrofotometer atau mikroplate reader, yang berbanding lurus dengan konsentrasi analit target dalam sampel (Gambar 1)

Gambar 1. (a) Ilustrasi prinsip kerja ELISA yang melibatkan reaksi antara antigen dan antibody dan (b) perubahan warna pada well plate yang siap dibaca di microplate reader.

Jenis-Jenis ELISA

Berdasarkan konfigurasi antibodi-antigennya, ELISA dapat dibagi menjadi 4 jenis (Gambar 2), yaitu :

Direct ELISA: Menggunakan antibodi yang dikonjugasikan langsung dengan enzim. Sederhana dan cepat, namun kurang sensitif.
Indirect ELISA: Menggunakan antibodi primer dan antibodi sekunder berkonjugasi enzim. Meningkatkan sensitivitas dan fleksibilitas.
Sandwich ELISA: Dua antibodi digunakan untuk menangkap dan mendeteksi antigen. Sangat spesifik dan ideal untuk protein besar atau kompleks.
Competitive ELISA: Cocok untuk antigen konsetrasi rendah atau ketika hanya satu antibodi tersedia. Kompetisi terjadi antara antigen sampel dan antigen berlabel.

Gambar 2. Ilustrasi 4 jenis ELISA berdasarkan konfigurasinya, yaitu direct, indirect, sandwich, dan competitive.

Aplikasi ELISA dalam Penelitian dan Diagnostik

Karena kemudahannya, metode ELISA digunakan secara luas di berbagai bidang, antara lain :

Imunologi: Deteksi antibodi dalam darah (seperti IgG, IgM, IgA, dan IgE)
Endokrinologi: Pengukuran kadar hormon seperti insulin, kortisol, dan TSH.
Onkologi: Deteksi biomarker tumor seperti CA-125 atau CEA.
Diagnostik Penyakit: Deteksi berbagai penyakit, seperti HIV, HBsAg, Corona, Rabies, dll
Bioteknologi dan Produksi Obat: Pengujian kadar protein rekombinan dan antibodi monoklonal.

Bagi para peneliti akademik dan profesional laboratorium klinis, ELISA adalah alat yang vital untuk mendukung eksperimen dan diagnosis berbasis biomolekul. Referensi seperti Abbas et al. (2022) menunjukkan bahwa ELISA tetap menjadi metode pilihan utama dalam surveilans imunologi karena keandalan dan efisiensinya dalam analisis high- throughput. Dalam riset biomedik, ELISA juga banyak digunakan untuk mengukur kadar atau ekspresi berbagai jenis protein yg termasuk ke dalam biomarker seperti : cytokine, growth factor, inflammation, chemokine, apoptosis, dll.

Memilih ELISA Kit Berkualitas

Dalam memilih ELISA kit berkualitas, terutama untuk kebutuhan riset ilmiah atau diagnostik, ada beberapa parameter penting yang perlu dipertimbangkan agar hasil yang diperoleh reliable, reproducible, dan sesuai tujuan. Berikut adalah parameter-parameter utamanya :

Spesifisitas Antibodi, pastikan kit menggunakan antibodi yang spesifik terhadap target analit (protein, hormon, sitokin, dll). Cek data validasi terhadap spesies target (manusia, tikus, ikan, dll)
Sensitivitas (Limit of Detection – LOD), perhatikan batas deteksi terendah (LOD) yang bisa dideteksi kit, ini penting untuk sampel dengan konsentrasi target sangat rendah, seperti sitokin atau biomarker langka.
Rentang Dinamis (Dynamic Range), kit yang baik memiliki rentang pengukuran yang luas, sehingga mencakup variasi konsentrasi sampel tanpa perlu banyak pengenceran.
Reproduksibilitas dan Presisi, lihat nilai CV (Coefficient of Variation) intra-assay dan inter-assay: CV < 10% umumnya menunjukkan presisi yang baik.
Kompatibilitas Sampel, pastikan kit dapat digunakan untuk jenis sampel yang Anda miliki: serum, plasma, urine, kultur sel, jaringan, atau hewan model. Kit yang mendukung multispesies atau telah divalidasi pada spesies tertentu (misalnya ikan untuk penelitian perikanan) sangat penting.
Data Validasi dan Dukungan Ilmiah, kit yang baik dilengkapi dengan: data validasi lengkap (kurva kalibrasi, sensitivitas, spesifisitas), dukungan publikasi (kit sudah digunakan dalam jurnal terindeks), dan sertifikasi atau validasi oleh otoritas independen
Waktu dan Kemudahan Protokol, beberapa kit menawarkan protokol yang cepat (2-3 jam) dan langkah yang efisien. Tersedia juga format pre-coated yang mempersingkat waktu pengerjaan.
Stabilitas dan Penyimpanan, periksa stabilitas komponen pada suhu penyimpanan yang direkomendasikan. Informasi masa simpan (shelf life) dan batch-to-batch consistency penting untuk percobaan jangka panjang.

Salah satu brand yang dapat dijadikan rujukan untuk penggunakan kit ELISA adalah ELK Biotechnologies, yang menawarkan berbagai ELISA kit untuk target-target penting di bidang imunologi, metabolisme, dan kanker. Keunggulan ELK antara lain:

Antibodi yang telah diuji secara ketat terhadap spesifisitas
Kit tersedia untuk spesies manusia, tikus, dan hewan model lainnya
Format 96-well yang kompatibel dengan standar laboratorium
Dilengkapi data validasi dan protokol

Dengan kualitas dan dokumentasi yang lengkap, ELK Biotechnologies telah digunakan dalam berbagai studi ilmiah dan publikasi peer-reviewed, menunjukkan kredibilitas dan keandalannya dalam dunia riset (Gambar 3).

Gambar 3. Kelengkapan komponen kit ELISA ready to use dari ELK Bioteknologies

Protokol Umum Penggunaan ELISA Kit

Siapkan plate ELISA dan tambahkan sampel dan standard ke tiap well. Volume sample ataupun standard yang digunakan biasanya berkisar antara 25-100 µl.
Inkubasi pada suhu 37°C selama 80 menit.
Buang larutan yang ada di dalam plate, lalu cuci plate dengan wash buffer sebanyak 200 µl, lakukan 3 kali pencucian.
Tambahkan antibodi terkonjugasi biotin, lalu inkubasi kembali pada 37°C selama 50 menit.
Buang larutan yang ada di dalam plate, lalu cuci plate dengan wash buffer sebanyak 200 µl, lakukan 3 kali pencucian.
Tambahkan antibodi deteksi terkonjugasi HRP, lalu inkubasi kembali pada 37°C selama 50 menit.
Buang larutan yang ada di dalam plate, lalu cuci plate dengan wash buffer sebanyak 200 µl, lakukan 5 kali pencucian Tambahkan substrat enzim (misal TMB), inkubasi hingga warna terbentuk.
Tambahkan stop solution dan baca absorbansi pada panjang gelombang tertentu (biasanya 450 nm).

Inovasi Terbaru dalam Analisis ELISA

Dalam perjalanannya untuk memaksimalkan pengujian berbasis ELISA, banyak perusahaan yang mengembangkan metode-metode untuk memaksimalkan analisis ELISA ini, seperti :

MicroSample ELISA, inovasi dalam penggunaan sample yang lebih sedikit yaitu 25 µl. Didesain khusus untuk analisis sample yang jumlahnya sedikit dan sulit didapatkan, seperti cairan otak, serum hewan kecil, dan biological fluid lainnya.
EasyStep ELISA, dirancang untuk mempercepat proses analisis ELISA, yang biasanya sekitar 3.5 jam, dipangkas menjadi 1.5 jam dan hanya 1 step saja. Inovasi ini juga menyediakan standard yang sudah predispensed dengan konsentrasi yang telah ditentukan, sehingga peneliti hanya tinggal membacanya di microplate reader.
MultiPlex ELISA, dikembangkan pertama kali oleh Luminex dengan memanfaatkan teknologi bead-based, sehingga bisa menganalisis hingga 100 analit/target dalam 1 well plate. Memungkinkan menganalisis biomarker yg lebih komprehensif. Salah satu kit yang sudah banyak publikasinya dan berkualitas tinggi adalah dari Bio-Rad Laboratories, yaitu Bio-Plex Multiplex Immunoassay Kit.
Q-Plex Array ELISA, dikembangkan oleh Quansys Biosains dengan memanfaatkan teknologi planar-based array, sehingga bisa menganalisis hingga 18 analit/target dalam 1 well plate dengan metode deteksi berbasis chemiluminescent.

Kesimpulan

ELISA adalah teknik analisis biomolekuler yang sangat penting dan fleksibel dalam dunia riset dan klinis. Bagi para peneliti akademik maupun profesional laboratorium klinis, pemilihan kit ELISA yang tepat sangat krusial. Dengan keunggulan produk dari ELK Biotechnologies, pengguna dapat memperoleh data yang andal dan reprodusibel untuk berbagai kebutuhan riset dan diagnostik.

Penulis: Kurdianto, M.Si – Product Manager Proteomic, PT Sciencewerke

Referensi:

Engvall, E., & Perlmann, P. (1971). Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Immunochemistry, 8(9), 871–874.
Abbas, A. K., Lichtman, A. H., & Pillai, S. (2022). Cellular and Molecular Immunology (10th ed.). Elsevier.
https://www.bio-rad.com/en-id/category/bio-plex-multiplex-immunoassays
https://www.elkbiotech.com/list/6.html

Mari Terhubung dengan Kami
Telepon Kantor : 021 5366 7591
Email : [email protected]
WhatsApp : 0858 8880 0005

Kunjungi media sosial Offical Sciencewerke:
Instagram: @sciencewerke_id
Linkedin: PT Sciencewerke
X : Sciencewerke ID
Youtube: PT Sciencewerke

Back

Promotions